Reacción de disociación de NO2 -> NO +O catalizada por la superficie (111) y nanopartículas de Cu, Ag y Au.

B. PASCUCCI; G.S. OTERO; F. ILLAS; M. M. BRANDA

Rosario

Encuentro; V Encuentro de Física y Química de Superficies; 2011

Instituto de Física de Rosario

Es bien sabido que los NOx emitidos a la atmósfera pueden causar daños al ecosistema y son especialmente agresivos por su carácter ácido. Las nanopartículas tienen un amplio uso en prácticamente todas las disciplinas de la ciencia. Cuando son utilizadas en catálisis, se han empleado ampliamente nanopartículas de metales nobles por su estabilidad sin pérdida de actividad catalítica. En este trabajo se estudió la reacción de disociación de NO2 en NO y O, paso previo a la reacción de reducción del NO a N2, sobre la superficie (111) y sobre nanopartículas de Cu, Ag y Au utilizando métodos teóricos de mecánica cuántica. Se utilizó el código VASP para la realización de simulaciones periódicas. Encontramos que la adsorción de la molécula de NO se produce en sitios bridge (B) y hollow (HCP y FCC) con Eads del orden de ~ -1.0 eV, ~ -0.4 eV y ~ -0.2 eV (sólo B), para Cu, Ag y Au respectivamente. Luego estudiamos la co-adsorción de NO y O en sitios vecinos, analizando la combinación de sitios B, top (T), HCP y FCC. Para la superficie de Cu(111) encontramos una Eads exotérmica (~ -0.6 eV) para NOHCP y OT y el resto de combinaciones generó NO2 superficial, por lo que suponemos que en las configuraciones iníciales la distancia entre ambas especies era muy pequeña y superó la barrera de reacción. En el caso de la sup. Ag(111) para las configuraciones: NOHCP y OT hallamos una Eads endotérmica (~ +0.2 eV) y para NOT y OHCP y OFCC exotérmica (~ -1.0 eV). Por último, en Au(111) encontramos Eads endotérmica para las combinaciones NOHCP NOFCC con OT, exotérmica para NOT con OHCP y OFCC. Las demás combinaciones también generaron NO2 espontáneamente. Estudiamos la reacción NO2  NO +O, considerando las configuraciones más estables para reactivos y productos. Fueron analizados la variación de las cargas atómicas y los momentos magnéticos antes y después de la reacción. Se pudo observar claramente a partir de los resultados obtenidos que el orden de reactividad para la cara (111) es Cu > Ag > Au.